抛物线的焦点弦有关性质探究
武钢三中 詹立波
【教学目的】
1、知识与技能目标:
理解抛物线焦点弦与切线有关的性质,掌握其性质的推导过程.
2、过程与方法目标:
(1)通过其性质
证明
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、体会方程的思想在解析几何问题中的应用.
(2)逐步培养学生发现问题、分析问题、解决问题的良好习惯.
3、情感、态度与价值观目标:
(1)体会数学各知识点之间的相互联系,感受万物世界的相互依存.
(2)培养学生善于思考,勇于探索的钻研精神.
【教学重点】
焦点弦有关性质的证明
【教学过程】
【知识回顾】
1、过抛物线(p>0)的焦点F作弦AB,设,,则,.
2、过抛物线上一点的切线方程
(1)点是抛物线上一点,则抛物线过点P的切线方程是:
(2)点是抛物线上一点,则抛物线过点P的切线方程是:
【有关性质的探究】
1、过抛物线焦点弦的两端点作抛物线的切线,两切线交点位置有何特殊之处?
结论:交点在准线上
以(p>0)为例说明
特例:当弦轴时,则点P的坐标为在准线上.
证明:当弦AB过焦点F,设、
则过A点的切线方程是: ①
过B点的切线方程是: ②
由①-②可得:
即: ∴
代入①式可得:
∵弦AB过焦点弦,由焦点弦性质可知,
∴即交点P坐标为.
结论延伸:切线交点与弦中点连线平行于对称轴
结论发散:当弦AB不过焦点即切线交点P不在准线上时,切线交点与弦中点的连线也平行于对称轴.
2、上述命题的逆命题是否成立?
结论:过抛物线准线上任一点作抛物线的切线,则过两切点的弦必过焦点
以(p>0)为例说明
特例:过准线与x轴的交点作抛物线的切线,则过两切点AB的弦必过焦点.
证明:,设、,则切线PA的方程为,切线PB的方程为.均过点P,则,,故弦AB过焦点.
证明:设准线上任一点,切点分别为、,
则切线方程分别为:,
两切线均过点P,则满足,.
故过两切点的弦AB方程为:,
则弦AB过焦点.
结论延伸:过准线上任一点作抛物线的切线,过两切点的弦最短时,即为通径.
3、如图,AB是过抛物线(p>0)焦点F的弦,Q是AB的中点,l是抛物线的准线,,,过点A,B的切线相交于P点,PQ与抛物线交于点M.
(1)与是否有特殊的位置关系?
结论:PA⊥PB.
证明:,,∴
∴PA⊥PB.
(2)与是否有特殊的位置关系?
结论:PF⊥AB.
证明:,
,
∴PF⊥AB.
(3)点M与点P、Q的关系
结论:M平分PQ.
证明:,
∴
∴
∴M平分PQ.
(4)直线PA与∠A1AB,直线PB与∠B1BA的关系
结论:PA平分∠A1AB,PB平分∠B1BA.
证明:,,
∴,
∵ ∴
即PA平分∠A1AB,同理PB平分B1BA.
(5)与的大小比较
结论:
证明:,,
∴
(6)的最值问题
结论:
证明:
∵
≥
∴(两等号可同时取得)
课下思考:当弦AB不过焦点,切线交于P点时,有无与上述结论类似结果.
则①,
②PA平分∠A1AB,同理PB平分∠B1BA.
③
④点M平分PQ
⑤
【练习】
(2006年重庆高考(文)22)对每个正整数n,是抛物线上的点,过焦点F的直线FAn交抛物线于另一点,
(1)试证:(n≥1)
(2)取,并Cn为抛物线上分别以An与Bn为切点的两条切线的交点,求证:(n≥1)
(1)证明:焦点(0,1)
设直线An Bn方程为:
消去y得
∴
(2)由 则
故在An处切线方程为,即类似的,在Bn处切线方程为,即
两式相减得代入可得
则点
∴
从而
∴
【作业】
1、证明上述问题中的结论发散
2、已知抛物线的焦点为F,A,B是抛物线上的两动点,且(>0),过A,B两点分别作抛物线的切线,设其交点为M,
(1)证明:的值;(2)设的面积为S,写出的表达式,并求S的最小值.
3、已知抛物线C的方程为,焦点为F,准线为l,直线m交抛物线于两点A,B;(1)过点A的抛物线C的切线与y轴交于点D,求证:;(2)若直线m过焦点F,分别过点A,B的两条切线相交于点M,求证:AM⊥BM,且点M在直线l上.